연세대 김병수 교수팀, 새로운 형태의 수중 접착 고분자 개발

폴리에테르의 구조에 의한 수중 접착 능력 극대화 현상 확인

저명 학술지 'Journal of the American Chemical Society' 게재

김병수 교수, 김민성 제1저자. 사진 연세대 *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]박선민 인턴 기자 = 연세대학교 김병수 교수 연구팀이 새로운 형태의 수중 접착 고분자 시스템을 개발했다고 25일 밝혔다.

본 연구는 홍합 족사 단백질의 주요 아미노산을 모방한 에폭시 단량체를 활용해 높은 수중 접착력을 보유한 고분자를 개발함으로써 단백질 모사 고분자 연구에 있어 새로운 방향성을 제시했다.

김병수 교수 연구팀은 높은 친수성과 유연성을 가지는 '폴리에테르'를 고분자의 주 사슬로 사용했을 때 고분자의 수중 접착 효과가 어떻게 달라지는지를 확인하고자 실험을 설계했다.

실험에 사용된 수중 접착 고분자는 홍합 족사 단백질과 유사한 카테콜/양이온 비율을 가질 때 중성 조건에서 가장 높은 수중 접착력을 가지는 것이 확인됐다. 이는 다른 카테콜/양이온 함유 고분자가 기능기 간의 양이온-파이 혹은 파이-파이 상호작용에 의해 수중 접착력을 가지기 때문에 산성 조건에서 높은 고분자 간 상호작용을 보인다는 결과와는 상반된
결과다.

연구팀은 분자동역학 시뮬레이션을 통해 이는 폴리에테르 작용기 간 상호작용뿐만 아니라 주 사슬과 기능기 간의 다양하고 복합적인 수소결합이 가능해지면서 전체적인 상호작용의 세기가 특정 비율, 특정 조건에서 최대화되기 때문이라는 사실을 검증했다. 또한 말단 기능기뿐만 아니라 고분자의 주 사슬과의 상호작용이 수중 접착력에 큰 영향을 끼친다는 사실을 최초로 밝혔다.

김병수 교수 연구팀은 "본 연구를 통해 수중 접착력을 가진 고분자로 사용할 수 있는 새로운 폴리에테르 시스템을 구축할 수 있었다"라며 "고분자의 주 사슬이 고분자 간 상호작용에 끼치는 영향력을 파악함으로써 수중 접착 고분자 개발 뿐 아니라 고분자 간 상호작용을 탐구하는 다른 연구들에도 영감을 줄 것"이라고 연구 의의를 밝혔다.

본 연구는 삼성미래기술육성재단의 후원과 한국연구재단 중견연구자 과제의 지원을 받아 수행됐으며, 미국화학회에서 발행하는 저명한 국제 학술지 'Journal of the American Chemical Society'에 지난 17일 온라인 게재됐다.


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